JPH0642896Y2

JPH0642896Y2 - 車両用電磁式クラッチの制御装置

Info

Publication number: JPH0642896Y2
Application number: JP1987069811U
Authority: JP
Inventors: 雅彦高橋
Original assignee: Fuji Jukogyo KK
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 1987-05-11
Filing date: 1987-05-11
Publication date: 1994-11-09
Anticipated expiration: 2002-05-11
Also published as: JPS63180334U

Description

【考案の詳細な説明】【産業上の利用分野】

本考案は、車両用電磁式クラッチとして特に無段変速機
と組合わせてクラッチトルクを制御する制御装置に関
し、詳しくは、極低速走行時にクリープを発生するもの
に関する。

【従来の技術】従来、無段変速機と組合わせた電磁式クラッチの制御に
関しては、例えば特開昭60-161221号公報の先行技術が
ある。ここで、車両停止付近ではクラッチに僅かなドラ
ッグトルクを生じて、無段変速機側が直ちに駆動可能な
状態にし、発進，再加速でのもたつき、がたつき等を無
くすことが示されている。

【考案が解決しようとする問題点】

ところで、上記先行技術のドラッグトルクは直結トルク
の数分の１の僅かなものであり、車両停止時においてギ
ヤのガタ詰め、無段変速機側の静摩擦トルクを補う程度
である。従って、車庫入れや渋滞時等で極低速で走行す
る場合は、アクセル踏込みによりクラッチトルクを増し
て走行する必要がある。ここで、無段変速機は周知のようにエンジン回転数と車
速とによる変速パターンで、変速比を無段階に減じてア
ップシフトする特性を有し、変速開始すると迅速に増速
する。このため、上記車庫入れ等で平坦な路面等では増
速過ぎてアクセルワークが難しい面がある。また、この
とき、アクセル踏込みと開放が頻繁に行われると、電磁
式クラッチはトルクコンバータ等と異なり機械的に係
合、解放を繰返すので、振動やショックを生じ易い。このことから、車庫入れ等の極低速で走行する場合は、
自動変速（AT）車並のクリープを発生して運転のスムー
ズ化を図ることが望まれる。本考案は、このような点に鑑みてなされたもので、車庫
入れ、渋滞時等の極低速走行時には、クリープを生じる
ように制御することが可能な車両用電磁式クラッチの制
御装置を提供することを目的としている。

【問題点を解決するための手段】

上記目的を達成するため、本考案による車両用電磁式ク
ラッチの制御装置は、走行条件によって変速比を無段階
に変速制御する無段変速機と組合せ、走行条件によって
動作モードを判定し、該動作モードに応じたクラッチ電
流を設定することによってクラッチトルクを制御する車
両用電磁式クラッチの制御装置において、アクセル操作
を検知するアクセルスイッチの操作頻度から渋滞走行を
判定する渋滞判定部と、車速を検出する車速センサから
の信号、上記アクセルスイッチからの信号及びブレーキ
操作を検知するブレーキスイッチからの信号を受けると
共に、極低速走行用手動スイッチからの信号及び、上記
渋滞判定部からの出力信号を受け、上記極低速走行用手
動スイッチのON信号又は渋滞判定部からの出力信号が入
力する場合で且つ、車速が設定車速以下でアクセル開放
時に極低速走行を判定し信号を出力すると共に、車速が
設定車速以上又はブレーキスイッチからの信号の入力に
よって極低速走行時の出力信号を解除する極低速走行判
定部を有し、上記極低速走行部からの出力信号を受けて
上記電磁式クラッチのクラッチ電流を一定のクリープ電
流に設定する電流設定部を設けることによて、極低速走
行時にクリープが生じるようにクラッチトルクを制御す
ることを特徴とするものである。

【作用】

上記構成に基づき、車速が設定車速以下でアクセル開放
時において、車庫入れ等のため低速走行用手動スイッチ
をONした場合や、渋滞判定部で渋滞走行であると判定し
た場合には、極低速走行判定部の出力によって電磁式ク
ラッチのクラッチ電流は一定のクリープ電流に設定さ
れ、これによってクラッチトルクの増大が可能になる。
そして、エンジン出力が不足する場合には低速走行判定
部の出力によってエンジン回転数をやや上昇させるアイ
ドルアップ手段を設けれることによって伝達トルクが増
加し、クリープによりスムーズに極低速走行することが
できる。こうして極低速走行時の運転性，走行性を向上
することが可能となる。

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の一実施例を具体的に説明
する。第１図において、本考案が適用される電磁式クラ
ッチを含む伝動系について説明すると、符号１は電磁粉
式クラッチ、２は無段変速機であり、無段変速機２は大
別すると、入力側から前後進の切換部３、プーリ比変換
部４及び終減速部５が伝動構成されて成る。そして、ク
ラッチハウジング６の一方に電磁粉式クラッチ１が収容
され、そのクラッチハウジング６の他方と、そこに接合
されるメインケース７、更にメインケース７のクラッチ
ハウジング６と反対の側に接合されるサイドケース８の
内部に無段変速機２の切換部３、プーリ比変速部４及び
終減速部５が組付けられている。電磁粉式クラッチ１は、エンジンからのクランク軸10に
ドライブプレート11を介して一体結合するリング状のド
ライブメンバ12、変速機入力軸13に回転方向に一体的に
スプライン結合するディスク状のドリブンメンバ14を有
する。そして、ドリブンメンバ14の外周部側にコイル15
が内蔵されて両メンバ12,14の間に円周に沿いギャップ1
6が形成され、このギャップ16はその内側の電磁粉を有
するパウダ室17と連通している。また、コイル15を具備
するドリブンメンバ14のハブ部のスリップリング18に給
電用ブラシ19が摺接し、スリップリング18から更にドリ
ブンメンバ14内部を通りコイル15に結線されてクラッチ
電流回路が構成されている。こうして、コイル15にクラッチ電流を流すと、ギャップ
16を介してドライブ及びトリブンメンバ12,14の間に生
じる磁力線により、そのギャップ16に電磁粉が鎖状に結
合して集積し、これによる結合力でドライブメンバ12に
対しドリブンメンバ14が滑りながら一体結合して、クラ
ッチ接続状態になる。一方、クラッチ電流をカットする
と、電磁粉によるドライブ及びドリブンメンバ12,14の
結合力が消失してクラッチ切断状態になる。そして、こ
の場合のクラッチ電流の制御を無段変速機２の切換部３
の操作に連動して行うようにすれば、Ｐ（パーキング）
又はＮ（ニュートラル）レンジから前進のＤ（ドライ
ブ）,Ds（スポーティドライブ）又は後退のＲ（リバー
ス）レンジへの切換時に自動的にクラッチ１が接断し
て、クラッチペダル操作が不要になる。次いで無段変速機２において、切換部３は上記クラッチ
１からの入力軸13とこれに同軸上に配置された主軸20と
の間に設けられる。即ち、入力軸13に前進被係合側を兼
ねた後進ドライブ用のギヤ21が形成され、主軸20には後
進被係合側のギヤ22が回転自在に嵌合してあり、これら
のギヤ21,22が軸23で支持されたカウンタギヤ24、軸25
で支持されたアイドラギヤ26を介して噛合い構成され
る。そして、主軸20とギヤ21及び22との間に切換機構27
が設けられる。ここで、常時噛合っている上記ギヤ21,2
4,26,22はクラッチ１のコイル15を有するドリブンメン
バ14に連結しており、クラッチ切断時のこの部分の慣性
マスが比較的大きい点に対応して、切換機構27は主軸20
のハブ28にスプライン嵌合するスリーブ29が、シンクロ
機構30,31を介して各ギヤ21,22に噛合い結合するように
構成されている。これにより、Ｐ又はＮレンジの中立位置では切換機構27
のスリーブ29がハブ28とのみ嵌合して、主軸20が入力軸
13から切離される。次いで、スリーブ29をシンクロ機構
30を介してギヤ21側に噛合わすと、入力軸13に対し主軸
20が直結してＤ又はDsレンジの前進状態になる。一方、
スリーブ29を逆にシンクロ機構31を介してギヤ22側に噛
合わせると、入力軸13はギヤ21,24,26,22を介して主軸2
0に連結され、エンジン動力が減速逆転して、Ｒレンジ
の後進状態になる。プーリ比変換部４は、上記主軸20に対し副軸35が平行配
置され、これらの両軸20,35にそれぞれ主プーリ36、副
プーリ37が設けられ、且つ両プーリ36,37の間にエンド
レスの駆動ベルト34が掛け渡してある。プーリ36,37は
いずれも２分割に構成され、一方のプーリ半体36b,37b
に対し、他方のプーリ半体36b,37bがプーリ間隔を可変
にすべく移動可能にされ、可動側プーリ半体36b,37bに
はそれ自体ピストンを兼ねた油圧サーボ装置38,39が付
設され、更に副プーリ37の可動側プーリ半体37bにはプ
ーリ間隔を狭くする方向にスプリング40が付勢されてい
る。また、油圧制御系として作動源のオルイポンプ41が主プ
ーリ36の隣に設置される。このオイルポンプ41は高圧用
のギヤポンプであり、ポンプ駆動軸42が主プーリ36、主
軸20及び入力軸13の内部を貫通してクランク軸10に直結
し、エンジン運転中常に油圧を生じるようになってい
る。そして、このオイルポンプ41の油圧を制御して各油
圧サーボ装置38,39に給排油し、主プーリ36と副プーリ3
7のプーリ間隔を逆の関係に変化して、駆動ベルト34の
プーリ36,37におけるプーリ比を無段階に変換し、無段
変速した動力を副軸35に出力する。終減速部５は、上記プーリ変換部４の高速段側最小プー
リ比が例えば、0.5と非常に小さく、このため副軸35の
回転数が大きい点に鑑み、副軸35に対し１組の中間減速
ギヤ43を介して出力軸44が連結される。そして、この出
力軸44のドライブギヤ45にファイナルギオヤ46が噛合
い、ファイナルギヤ46から差動機構47を介して左右の駆
動輪の車軸48,49に伝動構成される。第２図において、上記電磁粉式クラッチの制御系につい
て説明する。本発明に直接必要でないものは省略してそ
の概略について説明すると、例えばメータケーブル取出
口等に取付けられて車速に比例したパネルを生じる車速
センサ50、例えばイグニッションコイルの一次側電圧を
用いてエンジン回転に比例したパルスを生じるエンジン
回転数センサ51、例えばアクセル開放時にのみオンして
アクセル操作を検出するアクセルスイッチ52を有し、車
速センサ50及びエンジン回転数センサ51の出力信号は制
御ユニット53で車速判定部54及びエンジン回転数判定部
55をそれぞれ介して動作モード判定部56に入力される。
動作モード判定部56は車速との関係で少なくとも４つの
モードを判定し、電流設定部57から各モードに応じて直
結電流、ドラッグ電流、零電流又はエンジン回転に比例
した電流を出力してクラッチコイル15に供給するように
構成される。また、極低速走行する際に手動で入力する極低速走行用
手動スイッチ60と、制御ユニット53においてアクセルス
イッチ52の信号を受けて渋滞走行を判定する渋滞判定部
61を有する。渋滞判定部61はアクセルスイッチ52のON信
号、即ちアクセル開放の回数が一定時間内で設定値以上
頻繁に行われた場合に渋滞と判定する。そして、車速セ
ンサ50の車速、手動スイッチ60,アクセススイッチ52の
操作信号、渋滞判定部61の判定信号及びブレーキスイッ
チ62の各操作信号は極低速走行判定部63に入力する。極
低速走行判定部63は手動スイッチ60のON信号又は渋滞判
定部61の渋滞判定信号が入力する場合において、車速Ｖ
がＶ≦V₃（設定値）にて、アクセル開放時に極低速走行
を判定し、このとき電流設定部57で例えば直結電流の1/
3のクリープ電流I_Rを定める。一方、車速ＶがＶ＞V₃又
はブレーキスイッチ62のブレーキ信号入力により解除す
るようになっている。更に、エンジン出力が不足する場合は、極低速走行判定
部63の出力信号により図示しないキャブレータのアイド
ルアップ手段64を動作し、エンジン回転数を例えば1000
r.p.mに上げる構成である。次いで、このように構成された制御装置53の動作を第３
図のフローチャート図及び第４図のクラッチ電流特性を
用いて説明する。動作モードを判定するものとして、ク
ラッチ係合状態でアクセル開放時エンスト等を防ぐ。例
えば15〜20km/hの車速V₁，及びクラッチ解放後車両がほ
とんど停止した状態の例えば５〜10km/hの極低車速V₂を
基準にする。以上、各電速の関係は第４図に示すよう
に、V₁＞V₃＞V₂である。そして、上記車速V₁以上ではク
ラッチコイル15に供給するクラッチ電流Icを第４図の実
線の部分ａのような直結電流I_Mに定めて、電磁粉式クラ
ッチ１を完全に係合した状態に保つ。一方、上記車速V₁以下においてアクセルが踏込まれてい
る場合は、再加速であると判断して第４図の破線のよう
なエンジン回転数に比例した電流I_Nを流して、再びクラ
ッチ１の係合作用を行う。これに対して、車速V₁以下でアクセル開放の場合は、ク
ラッチ電流Icを第４図の実線の部分ｂのように略零にし
てクラッチ１を完全に解放する。このため、これ以降は
無段変速機２において高速段から低速段へのダウンシフ
トが自動的に行われても、エンジン側が切離されている
ことから、過大なエンジンブレーキは効かなくなって良
好に惰行走行することになる。一方、無段変速機２にお
いては車速の低下に伴い最大変速比に向けてダウンシフ
トされる。ところで、このクラッチ電流Icが略零の場合
に厳密にはクラッチトルクのヒステリシスのため、若干
のクラッチトルクを生じてギヤのガタずめ程度は行い、
通電モードに備えている。そこで、車速が例えば20km/h
以上に自然上昇し再び直結電流が流れてクラッチ１を係
合する際に、電流及びトルクの立上りが応答良く行われ
る。そして、極低車速V₂以下のほとんど車両停止状態におい
て、極低速走行が判断されない場合はクラッチ電流Icを
第４図の実線の部分ｃのようなドラッグ電流Idに定め
る。このドラッグ電流Idは例えば1.5Aの直結電流の数分
の１の0.2Aであり、これにより例えば0.1〜0.3kgmの微
少なドラッグトルクを生じる。そこで、かかる車両停止
状態においてこのクラッチ１のドラッグトルクによりエ
ンジン動力の極一部が無段変速機２のベルト34の部分等
に作用し、そのベルト部分の静摩擦トルクに消費され、
且つ切換部３のギヤのガタをつめることになる。これに
より発進時クラッチ１の係合によりエンジン動力が伝達
する際に、無断変速機２のベルト34が直ちに回動して、
もたつき等を生じることなくプーリ比変換部４で変速さ
れた動力を出力してスムーズに発進すること可能にな
る。一方、上記車両停止付近で車庫入れ等のためアクセル開
放状態で手動スイッチ60をONすると、極低速走行判定部
63で極低速走行が判定され、電流設定部57によりクリー
プ電流I_Rが第４図のように流れてそれに応じクラッチト
ルクを増大する。同時にアイドルアップで大き目のエン
ジン出力がクラッチ１を介し無段変速機２に伝達するこ
とで、車両は最大変速比でクリープを生じて極低速走行
する。そして、ブレーキ操作をするとクリープは一時的
に解除し、切換部３により極低速で前進又は後進してス
ムーズに車両を動かし得る。また、渋滞時にアクセル操作を頻繁に行う場合も、渋滞
判定部61の渋滞判定により自動的に上述と同様のクリー
プを生じて極低速走行する。尚、下り板等で車速ＶがＶ
＞V₃になると、クリープは自動的に解除してドラッグモ
ードになる。

【考案の効果】

以上述べてきたように、本考案によれば、エンジンからの動力を電磁式クラッチを介して無段変速
機の伝動する伝動手段を備えた車両においても、電磁式
クラッチのクラッチトルクを制御することによって、ク
リープによる極低速走行を行うことができ、車庫入れや
渋滞時にスムーズな運転が可能になる。また、渋滞時はそれを判断して自動的にクリープを生じ
るように制御されるので運転性の面で効果が大きく、車
速の増大またはブレーキ操作によってクリープが解除さ
れるように制御されるので、通常の走行に支障を与えな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案が適用される電磁式クラッチの一例を示
す断面図、第２図は本考案の制御装置の実施例を示すブ
ロック図、第３図は作用のフローチャート図、第４図は
クラッチ電流の特性図である。１……電磁式クラッチ、53……制御ユニット、10……手
動スイッチ、61……渋滞判定部、63……極低速走行判定
部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】走行条件によって変速比を無段階に変速制
御する無段変速機と組合せ、走行条件によって動作モー
ドを判定し、該動作モードに応じたクラッチ電流を設定
することによってクラッチトルクを制御する車両用電磁
式クラッチの制御装置において、アクセル操作を検知するアクセルスイッチの操作頻度か
ら渋滞走行を判定する渋滞判定部と、車速を検出する車速センサからの信号、上記アクセルス
イッチからの信号及びブレーキ操作を検知するブレーキ
スイッチからの信号を受けると共に、極低速走行用手動
スイッチからの信号及び、上記渋滞判定部からの出力信
号を受け、上記極低速走行用手動スイッチのON信号又は
渋滞判定部からの出力信号が入力する場合で且つ、車速
が設定車速以下でアクセル開放時に極低速走行を判定し
信号を出力すると共に、車速が設定車速以上又はブレー
キスイッチからの信号の入力によって極低速走行時の出
力信号を解除する極低速走行判定部を有し、上記極低速走行部からの出力信号を受けて上記電磁式ク
ラッチのクラッチ電流を一定のクリープ電流に設定する
電流設定部を設けることによって、極低速走行時にクリ
ープが生じるようにクラッチトルクを制御することを特
徴とする車両用電磁式クラッチの制御装置。